Từ yờu cầu truyền động của động cơ băng tải là quay 1 chiều, một cấp tốc độ, khởi động mềm và ổn định tốc độ động cơ nhờ bộ encoder phản hồi tốc độ và thực hiện ổn định theo luật PID. Ta thiết lập tham số qua bảng điều khiển và màn hỡnh của bộ LCP. Tham số thiết lập như sau :
Hỡnh 4.2. Cỏc phớm chức năng của LCP
Từ bảng điều khiển ta chọn Quick menu để thiết lập tham số, trong chức năng Quick menu của VLT5000 cú 13 tham số cần thiết cơ bản nhất cho việc thiết lập tham số.
Ở tham số thứ 3 : Chọn giỏ trị điện ỏp đặt vào động cơ, cú cỏc dải điện ỏp sẵn để chọn gồm : 200 – 240V hoặc 380 – 500V. Ta chọn dải 380 – 500V.
Ở tham số thứ 2 : Chọn giỏ trị cụng suất của động cơ, ta chọn cụng suất đặt 75kW.
(giỏ trị lớn nhất tựy thuộc vào tớnh toỏn cơ khớ liờn quan tới tốc động cơ khi băng tải hoạt động).
Ta tiếp tục tỡm đến tham số P707 sau khi vào menu để thiết lập 2 cấp tần số thấp và cao cho hai chõn 33 và 32 của biến tần là 0 Hz và 40 Hz – tương ứng với 2 cấp tốc độ là 0 và n (v/phỳt)
Hỡnh 4.3: Sơ đồ chõn nối của biến tần.
4.3. PLC điều khiển hệ băng tải.
4.3.1. Giới thiệu chung .
. Hệ thống điều khiển là gỡ?
Về tổng quỏt, một hệ thống điều khiển là tập hợp những dụng cụ, thiết bị điện tử được dựng ở những hệ thống cần đảm bảo tớnh ổn định, sự chớnh xỏc, sự chuyển đổi nhịp nhàng của một quy trỡnh hoặc một hoạt động sản xuất. Nú thực hiện bất cứ yờu cầu nào của dụng cụ, từ cung cấp năng lượng đến một thiết bị bỏn dẫn với thành quả của sự phỏt triển nhanh chúng của cụng nghệ thỡ việc điều khiển những hệ thúng phức tạp được thực hiện bởi một hệ thống điều khiển tự động húa, hoàn toàn đú là PLC, nú được sử dụng kết hợp với mỏy tớnh chủ. Ngoài ra, nú cũn giao diện để kết nối với cỏc thiết bị khỏc như là:
Bảng điều khiển, động cơ, contact, cuộn dõy. Khả năng chuyển giao mạng của PLC cú thể cho phộp chỳng phối hợp xử lý, điều khiển những hệ thống lớn. Ngoài ra nú cũn thể hiện sự linh hoạt cao trong việc phõn loại cỏc hệ thống điều khiển. Mỗi một bộ phận trong hệ thống điều khiển đúng một vai trũ rất quan trọng cho ta thấy: PLC sẽ bị điều khiển, cảm ứng. Nú cũng khụng cho phộp bất kỳ cỏc mỏy múc nào hoạt động nếu ngừ ra của PLC khụng được kết nối với động cơ. Và tất nhiờn, vựng mỏy chủ phải là nơi liờn kết cỏc hoạt động một vựng sản xuất riờng biệt.
PLC là bộ điều khiển Logic lập trỡnh được thiết kế chuyờn dựng trong cụng nghiệp để điều khiển cỏc tiến trỡnh xử lý từ đơn giản đến phức tạp, tựy thuộc vào người điều khiển mà cú thể thực hiện một loạt cỏc chương trỡnh hoặc sự kiện. Sự kiện được kớch hoạt bởi cỏc tỏc nhõn kớch thớch (hay cũn gọi là ngừ vào) tỏc động vào PLC hoặc qua cỏc bộ định thời (Timer) hay cỏc sự kiện được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được kớch hoạt nú sẽ bật On hoặc Off hay phỏt một chuỗi xung ra cỏc thiết bị bờn ngoài được gắn vao ngừ ra của PLC.
PLC gồm 2 phần:
+ Phần cứng (Hard ware): Cấu trỳc phần cứng của tất cả cỏc PLC cú cỏc bộ phận như sau: bộ xử lý trung tõm (CPU), bộ nhớ (Memory), bộ nhập, bộ xuất.
+ Phần mềm (Soft ware): Chương trỡnh, gồm bọ điều khiển hành và chương trỡnh ứng dụng.
Như vậy nếu ta thay đổi cỏc chương trỡnh được cài đặt trong PLC là ta cú thể thực hiện được cỏc chức năng khỏc nhau. PLC là ứng dụng của Micro
Processon bộ xử lý tớn hiệu số chế tạo trờn chớp bỏn dẫn làm việc theo chương trỡnh. Hiện nay PLC đó được nhiều hóng khỏc nhau sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradlay, Scheneider, Hitachi…
Vai trũ của PLC
Trong một hệ thống điều khiển tự động, PLC được xem là trỏi tim của hệ thống điều khiển, với một chương trỡnh ứng dụng (đó được lưu giữ bờn trong bộ nhớ của PLC) thỡ PLC luụn kiểm tra trạng thỏi của hệ thống bao gồm: Kiểm tra tớn hiệu phản hồi từ cỏc thiết bị nhập, dựa vào chương trỡnh logic để xử lý tớn hiệu và mang cỏc thiết bị điều khiển ra cỏc thiết bị xuất.
PLC được dựng để điều khiển những hệ thống từ đơn giản đến phức tạp hoặc ta cú thể kờt hợp chỳng với nhau thành một mạng truyền thụng cú thể điều khiển một quỏ trỡnh phức hợp.
Sự thụng minh của một hệ thống tự động húa phụ thuộc vào khả năng đọc cỏc tớn hiệu từ cỏc cảm biến tự động của PLC.
Hỡnh thức giao dịch cơ bản giữa PLC và cỏc thiết bị nhập là: Nỳt ấn, cầu dao, phớm … Ngoài ra PLC cũn nhận được tớn hiệu từ cỏc thiết bị nhận dạng tự động như: Cụng tắc trạng thỏi, cụng tắc giới hạn, cảm biến quang điện, cảm biến cấp độ… Cỏc loại tớn hiệu nhập đến PLC phải là trạng thỏi Logic On/ Off hoặc tớn hiệu Analog. Những tớn hiệu ngừ vào này được giao tiếp với PLC qua cỏc Module nhập.
Trong một hệ thống tự động húa, thiết bị xuất cũng là một yếu tố rất quan trọng. Nếu ngừ ra của PLC khụng được kết nối với thiết bị xuất thỡ hầu như hệ thống sẽ bị tờ liệt hoàn toàn. Cỏc thiết bị xuất thụng thường là: động cơ, cuộn dõy, PLC cú thể điều khiển một hệ thống từ đơn giản đến phức tạp. Cỏc loại thiết bị xuất là một phần kết cấu của hệ thống tự động húa và vỡ thế nú ảnh hưởng trực tiếp vào hiệu suất của hệ thống.
Tuy nhiờn, cỏc thiết bị xuất khỏc như là: Đốn pilot, cũi và cỏc bỏo động sự cố chỉ cho biết cỏc mục đớch như: Bỏo cho chỳng ta biết giao diện tớn hiệu ngừ vào, cỏc thiết bị ngừ ra được giao tiếp với PLC qua miền rộng của Mụ-đun ngừ ra PLC.
4.3.2. Đặc điểm của PLC.
Nhu cầu về một bộ điều khiển phải dễ sử dụng, linh hoạt và cú giỏ thành thấp để thỳc đẩy sự phỏt triển những hệ thống điều khiển lập trỡnh (PLC systems).
Ngoài ra, PLC cũn cú thể thực hiện cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với PLC nhỏ nhất.
Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả cỏc trạng thỏi tớn hiệu ở ngừ vào, được đưa về từ quỏ trỡnh điều khiển, thực hiện lụgic được lập trong chương trỡnh và kớch ra tớn hiệu điều khiển cho thiết bị bờn ngoài tương ứng. Với cỏc mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào ra của PLC cho phộp nú kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tỏc động (actuators) cú cụng suất nhỏ ở ngừ ra và những mạch chuyển đổi tớn hiệu (transducers) ở ngừ vào, mà khụng cần cú mạch giao tiếp. Tuy nhiờn, cần phải cú mạch điện tử cụng suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết bị cú cụng suất lớn.
Việc sử dụng PLC cho phộp chỳng ta hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà khụng cần cú sự thay đổi nào về mặt kết nối dõy, sự thay đổi chỉ là chương trỡnh điều khiển trong bộ nhớ khụng qua thiết bị lập trỡnh chuyờn dựng. Hơn nữa chỳng cũn cú ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với những hệ thống điều khiển truyền thống mà đũi hỏi cần phải thực hiện việc kết nối dõy phức tạp giữa cỏc thiết bị rời.
Về phần cứng, PLC tương tự như mỏy tớnh “truyền thống” và chỳng cú những đặc điểm thớch hợp cho mục đớch điều khiển cụng nghiệp.
- Khả năng khỏng nhiễu tốt.
- Cấu trỳc dựng modul cho phộp dễ dàng thay thế, tăng khả năng (nối thờm modul mở rộng vào-ra) và thờm chức năng (nối thờm modul chuyờn dựng).
- Việc kết nối dõy và mức điện ỏp tớn hiệu ở ngừ vào và ngừ ra được chuẩn hoỏ.
- Ngụn ngữ lập trỡnh chuyờn dựng – ladder, instruction và function chart, dễ hiểu và dễ sử dụng.
- Thay đổi chương trỡnh điều khiển dễ dàng.
Nhờ những đặc điểm trờn mà PLC được sử dụng rộng rói trong việc điều khiển cỏc mỏy múc cụng nghiệp và trong điều khiển quỏ trỡnh (process control).
4.3.3. Cấu tạo chung của PLC
*
Hình 4.6. Sơ đồ cấu trúc cơ bản của PLC
- Modul đầu vào.
Module cú chức năng lấy cỏc tớn hiệu đưa vào PLC ,nú cú chứa bộ lọc và bộ thớch ứng mức năng lượng ,một mạch phối ghộp cú lựa chon được dựng để ngăn cỏch giải điện của mạch trong ra ngoài .Phần lớn cỏc module đầu vào được
Module đầu ra cú cấu tạo như module đầu vào. Nú gửi thẳng cỏc thụng tin đầu ra đến cỏc phần tử kớch hoạt của mỏy làm việc. Vỡ vậy mà nhiều diode phỏt quang cú thể được lắp đặt để quan sỏt đầu ra giỳp cho việc phỏt hiện lỗi lắp rỏp. Số lượng đầu ra cú thể đồng thời hoạt động ,phụ thuộc vào từng loại thiết bị và cú thể bị hạn chế bởi lớ do điện hoặc nhiệt.
4.3.4. Tớnh chọn PLC điều khiển băng tải
Băng tải trong đồ ỏn yờu cầu sử dụng PLC với tối thiểu 6 đầu ra digital để khởi động mềm bằng thay đổi tần số cho 3 động cơ của 3 băng tải và 1 đầu ra digital để điều khiển chạy, dừng cả hệ thống. Ít nhất 11 đầu vào Digital cho cỏc nỳt ấn khởi động, dừng hệ thống, khởi động, dừng từng băng tải bằng tay và cho 3 cảm biến ựn than, lệch băng. Từ đó ta tính chọn plc S7-200 cho điều khiển băng tải.
4.4. Ghộp nối PLC – biến tần – động cơ.
Sau đõy là sơ đồ ghộp nối PLC với cỏc biến tần . • Sơ đồ đấu dây
*Sơ đồ mạch động lực nhìn chung của các loại biến tần đều nh nhau, ta mắc theo hình nh sau
Tín hiệu đầu vào thờng có 2 loại
1 pha hay 2 pha 220V 3 pha 380V
Tín hiệu ra động cơ 3 pha
H4.8. Sơ đồ đấu dây động lực của biến tần
Sơ đồ mach diều khiển của biến tần:
I0.0 – Start I0.1 – Stop
I0.2 – Cảm biến ựn băng 3 I0.3 – Cảm biến lệch than 3 I0.4 – Cảm biến trượt băng 3 I0.5 – Cảm biến ựn băng 2 I0.6 – Cảm biến lệch than 2 I0.7 – Cảm biến trượt băng 2 I1.1 – Cảm biến lệch băng 1 I1.2– Cảm biến ựn than 1 I1.3 – Cảm biến trượt băng 1 Đầu ra : Q0.0: còi báo. Q0.1: Băng tải 3. Q0.2: Băng tải 2. Q0.3: Băng tải 1 . . 4.5.2. Lưu đồ chương trỡnh :
Hình4.11. Lu đồ thuật toán chơng trình khởi động
Hình 4.13. Lu đồ thuật toán chơng trình sự cố
Giản đồ thang chương trỡnh cho PLC :